用于低热值燃气轮机的煤气加压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，属于低热值燃气轮机燃料加压设备技术领域。
【背景技术】
[0002]随着燃气轮机低热值燃烧器的开发利用，越来越多的钢铁企业采用燃高炉煤气或与转炉及焦炉煤气混合的联合循环机组，消耗利用高炉煤气，且可以取得比常规利用高炉煤气锅炉发电更高的电厂整体效率。9E燃机在钢铁行业应用中热值要求为1050kcal，常规情况下，天然气热值约为8000kcal/Nm3，而高炉煤气热值仅为700kcal/Nm3，与天然气相比由于混合煤气热值较低，同等负荷下对于燃料的需求量升高了近八倍，针对燃料工况的巨大变化，部分钢铁企业采用轴流式煤气压缩机或两级离心式煤气压缩机对高炉煤气进行加压，但轴流式压缩机不易调节而且通流量小，远不能满足大型燃气轮机所需煤气需求；离心式煤气压缩机对入口工质温度要求严格，一般要求入口煤气温度在40°C，而高炉煤气经一级煤气压缩机压缩后，在压力升高的同时温度也迅速提升，高温煤气不能进入第二级煤气压缩机，如何实现煤气压力升高的同时使温度降至二级煤气压缩机所需温度，也成为技术人员急需解决的难题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，可在对低热值高炉煤气加压的同时实现温度的降低，满足二级煤气压缩机入口工质温度要求，最终实现燃气轮机低热值煤气的需求，解决【背景技术】中的缺陷。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是:
[0005]一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，包括顺序串联的一级煤压机、一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器、汽水分离器和二级煤压机，所述一级冷却器上安装高压给水进口阀和高压给水出口阀；所述二级冷却器上安装凝结水进口阀和凝结水出口阀；所述三级冷却器上安装工业循环水进口阀和工业循环水出口阀。
[0006]上述的一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，所述汽水分离器和一级煤压机之间安装有温度控制阀和温度传感器。
[0007]上述的一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，所述一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器均为四流程表面式换热器。
[0008]本实用新型的有益效果:本实用新型通过在两台煤压机之间串联一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，保证进入二级煤压机的煤气温度在40°C左右，实现将燃气轮机所需低热值煤气燃料由0.1bar加压到22bar，从而满足燃气轮机所需低热值煤气燃料压力的目的；同时，实现了凝结水和高压给水对热量的回收，既满足了煤压机高效运行的工况要求又大幅提高了整个联合循环的热力经济性和能源利用效率。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型连接示意图；
[0010]图中标记为:一级煤压机1、二级煤压机2、一级冷却器3、二级冷却器4、三级冷却器5、高压给水进口阀6、高压给水出口阀7、凝结水进口阀8、凝结水出口阀9、工业循环水进口阀10、工业循环水出口阀11、温度控制阀12、汽水分离器13、温度传感器14。
【具体实施方式】
[0011]图中显示，本实用新型包括顺序串联的一级煤压机1、一级冷却器3、二级冷却器
4、三级冷却器5、汽水分离器13和二级煤压机2，一级冷却器3上安装高压给水进口阀6和高压给水出口阀7 ;二级冷却器4上安装凝结水进口阀8和凝结水出口阀9 ;三级冷却器5上安装工业循环水进口阀10和工业循环水出口阀11 ;汽水分离器13和一级煤压机I之间安装有温度控制阀12和温度传感器14 ;本实用新型所述一级冷却器3、二级冷却器4和三级冷却器5均为四流程表面式换热器。
[0012]使用本实用新型时，厂区低热值高炉煤气及加压脱焦后的焦炉煤气混合经过湿式除尘后进入一级煤气压缩机I压缩，压缩后的高温气体分别经过一级冷却器3、二级冷却器4和三级冷却器5冷却后再次进入二级煤气压缩机2中进行压缩，再次升压后进入燃烧室，与经过压气机升压后进入燃烧室的空气混合燃烧，产生的高温高压煤气进入9E燃气轮机膨胀做功，通过燃机透平，将机械能转换为电能输出。
[0013]下面以邯钢9E燃气轮机为例，结合附图对本实用新型使用过程及效果进行详细说明:
[0014]邯钢9E燃气轮机额定功率98.42丽，混合煤气经过一级煤压机I压缩后压力由0.1bar升高到4.5bar，煤气温度由环境温度升高至到240°C，压缩后的混合煤气经过管道连接到一级冷却器3，一级冷却器3为四流程表面式换热器，管程介质为锅炉高压给水，壳程介质为加压后的混合煤气，在一级冷却器中3进行逆流式换热，混合煤气经过一级冷却器3后进入二级煤气冷却器4，二级煤气冷却器4为四流程表面式换热器，管程介质为汽轮机凝结水，壳程介质为一级冷却器3出口的混合煤气，在二级冷却器4中进行逆流式换热，二级冷却后的煤气进入三级冷却器5，三级冷却器5为四流程表面式换热器，管程介质为工业循环水，壳程介质为混合煤气，在三级冷却器5中进行逆流式换热实现混合煤气冷却到工艺要求温度40°C，混合煤气经过三级冷却后进入汽水分离器13进行脱水处理，防止混合煤气温度大幅下降后有饱和水析出对机组造成的损害，其中一级冷却器3、二级冷却器4、三级冷却器5设计额定换热面积余量；在机组的正常运行中高压给水进口阀6、高压给水出口阀7保持全开状态，凝结水进口阀8、凝结水出口阀9保持全开状态，工业循环水进口阀10、工业循环水出口阀11保持全开状态，其中高压给水、汽轮机凝结水的流量根据主机的参数工况变化进行适时调节为恒压变量参数，为保证混合煤气经过冷却后能达到工艺要求参数40°C，在汽水分离器13和一级煤压机I之间安装有温度控制阀12和温度传感器14，当温度传感器14达到40°C以上时，温度控制阀12关小进行调节增加混合煤气冷却量，当温度传感器14降至40°C以下时，温度控制阀12开大进行调节，始终保持各种工况下三级冷却器5后温度为40°C，确保了二级煤压机2始终运行在高效稳定工况点。
[0015]本实用新型通过在两台煤压机中间布置三级冷却装置既实现了两台煤压机串联布置后的稳定运行确保二级煤压机在高效稳定工况下运行避免远离喘振曲线又实现了煤气冷却过程中的热量有效回收，其中一级冷却器3中高压给水流量190t/h、换热后温升40°C，回收热量为4.2*190000*40=31920000KJ,汽轮机凝结水流量260t/h，换热后温升40°C，回收热量4.2*260000*40=43680000KJ,每小时共计回收热量75600000KJ，每小时节约标煤约2571KG，本实用新型在采用中间冷却器的技术应用中通过三级冷却装置实现了对整个联合循环不同参数介质的分梯度能源回收利用，大大提高了能源的利用效率。
【主权项】
1.一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，其特征在于:构成中包括顺序串联的一级煤压机(I)、一级冷却器(3 )、二级冷却器(4)、三级冷却器(5 )、汽水分离器(13 )和二级煤压机(2)，所述一级冷却器(3)上安装高压给水进口阀(6)和高压给水出口阀(7);所述二级冷却器(4)上安装凝结水进口阀(8)和凝结水出口阀(9);所述三级冷却器(5)上安装工业循环水进口阀(10 )和工业循环水出口阀(11)。
2.如权利要求1所述的一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，其特征在于:所述汽水分离器(13)和一级煤压机(I)之间安装有温度控制阀(12)和温度传感器(14)。
3.如权利要求1或2所述的一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，其特征在于:所述一级冷却器(3)、二级冷却器(4)和三级冷却器(5)均为四流程表面式换热器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于低热值燃气轮机的煤气加压装置，属于低热值燃气轮机燃料加压设备技术领域，用于解决现有技术中低热值燃气轮机所用两级煤气加压机无法实现煤气压力升高的同时使温度降至二级煤气压缩机所需温度的技术问题，技术方案为：包括顺序串联的一级煤压机、一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器、汽水分离器和二级煤压机，一级冷却器上安装高压给水进口阀和高压给水出口阀；二级冷却器上安装凝结水进口阀和凝结水出口阀；三级冷却器上安装工业循环水进口阀和工业循环水出口阀。本实用新型既实现了两台煤压机串联布置后的稳定运行，又大幅提高了整个联合循环的热力经济性和能源利用效率，推广应用前景广阔。
【IPC分类】F23K5-00
【公开号】CN204534638
【申请号】CN201520224430
【发明人】任强, 帅勇民, 张永生, 王贺敏, 陈兵, 武世龙
【申请人】河北钢铁股份有限公司邯郸分公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月15日